怎样测试磁盘的性能

操作须知

测试性能时，如果分区的初始磁柱编号是非4KiB对齐，则对性能影响较大，请先确保分区的初始磁柱编号已经4KiB对齐，再开始测试。

测试共享云硬盘性能时，必须满足以下要求：

• 共享云硬盘必须同时挂载至多台云服务器（弹性云服务器或者裸金属服务器）。
• 当共享云硬盘挂载至多台弹性云服务器时，这些弹性云服务器必须位于同一个策略为“反亲和性”的云服务器组内。

  如果弹性云服务器不满足反亲和性，则共享云硬盘性能无法达到最佳。

Windows

本文以“Windows Server 2019 标准版 64位”操作系统为例，不同操作系统的操作可能不同，本文仅供参考，具体操作步骤和差异请参考对应操作系统的产品文档。

测试性能前请先安装Iometer性能测试工具，Iometer官网地址为http://www.iometer.org/ 。

1. 登录云服务器。
2. 使用“win+r”组合键打开运行窗口，并输入“msinfo32”，单击“确定”。

   弹出系统信息窗口。

3. 选择“组件 > 存储 > 磁盘”，在右侧区域查看分区起始偏移值。
   • 如果4096能被该参数值整除，则表示已经4KiB对齐，请执行4。
   • 如果4096不能被该参数值整除，则表示未4KiB对齐，如需继续测试请重新按照4KiB对齐分区。
     

     删除分区并重新按照4KiB对齐选取初始磁柱编号时会导致磁盘原有数据的丢失，请谨慎操作。

4. 使用Iometer工具测试磁盘性能，具体方法请参见Iometer产品文档。

   在进行IOPS和吞吐量测试时，Iometer参数配置和fio工具的参数相同，具体请参考表1。

   以下为使用Iometer工具测试磁盘性能的一个示例：

   1. 设置工作流。

      

   2. 设置测试时间。

      示例中测试时间为10分钟，前60秒不做计算，等待写入稳定后开始计算磁盘性能。

      

   3. 设置64 KB块写入，采用100%的顺序写。

      

   4. 查看测试结果。

      

Linux

CentOS 6.5等较老版本的操作系统用fdisk创建分区时，默认为非4KiB对齐选择初始磁柱编号，对性能有较大的影响，建议针对该类操作系统，在创建分区时4KiB对齐选取初始磁柱编号。

本文以“CentOS 7.2 64位”操作系统为例，不同操作系统的格式化操作可能不同，本文仅供参考，具体操作步骤和差异请参考对应操作系统的产品文档。

测试性能前请先安装fio性能测试工具。

1. 登录云服务器并切换为root用户。
2. 进行性能测试之前，请执行以下步骤，确认磁盘分区的初始磁柱编号是否已经4KiB对齐。

   fdisk -lu

   回显类似如下信息：

   [root@ecs-centos sdc]# fdisk -lu
   
   Disk /dev/xvda: 10.7 GiB, 10737418240 bytes, 20971520 sectors
   Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes
   Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
   I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
   Disk label type: dos
   Disk identifier: 0x7db77aa5
   
      Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System
   /dev/xvda1   *        2048    20968919    10483436   83  Linux
   
   Disk /dev/xvdb: 10.7 GiB, 10737418240 bytes, 20971520 sectors
   Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes
   Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
   I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
   
   
   Disk /dev/xvdc: 53.7 GiB, 53687091200 bytes, 104857600 sectors
   Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes
   Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
   I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
   Disk label type: dos
   Disk identifier: 0x3cf3265c
   
      Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System
   /dev/xvdc1            2048    41943039    20970496   83  Linux

   • 如果start对应的初始磁柱编号能被8整除，则表示4KiB对齐，请执行3进行性能测试。
   • 如果start对应的初始磁柱编号不能被8整除，则表示未4KiB对齐，如需继续测试请删除原有分区，重新按照4KiB对齐选择初始磁柱编号。
     

     删除分区并重新按照4KiB对齐选取初始磁柱编号会导致磁盘原有数据的丢失，请谨慎操作。

3. 执行以下命令，使用fio工具测试磁盘性能。
   • 测试随机写IOPS：fio -direct=1 -iodepth=128 -rw=randwrite -ioengine=libaio -bs=4k -size=10G -numjobs=1 -runtime=600 -group_reporting -filename=/opt/fiotest/fiotest.txt -name=Rand_Write_IOPS_Test
   • 测试随机读IOPS：fio -direct=1 -iodepth=128 -rw=randread -ioengine=libaio -bs=4k -size=10G -numjobs=1 -runtime=600 -group_reporting -filename=/opt/fiotest/fiotest.txt -name=Rand_Read_IOPS_Test
   • 测试写吞吐量：fio -direct=1 -iodepth=32 -rw=write -ioengine=libaio -bs=1024k -size=10G -numjobs=1 -runtime=600 -group_reporting -filename=/opt/fiotest/fiotest.txt -name=Write_BandWidth_Test
   • 测试读吞吐量：fio -direct=1 -iodepth=32 -rw=read -ioengine=libaio -bs=1024k -size=10G -numjobs=1 -runtime=600 -group_reporting -filename=/opt/fiotest/fiotest.txt -name=Read_BandWidth_Test
   • 测试单队列随机读时延：fio -direct=1 -iodepth=1 -rw=randread -ioengine=libaio -bs=4k -size=10G -numjobs=1 -runtime=60 -group_reporting -filename=/opt/fiotest/fiotest.txt -name=Rand_Read_LATE_Test
     

     • 使用fio工具进行裸盘性能测试时，不能在已创建文件系统的磁盘上测试，因为fio性能测试会破坏文件系统，导致磁盘变为只读，需要删除后重新购买。
     • 请尽量不要在保存业务数据的磁盘上进行测试。如果需要，请按照以下建议操作：
       • 在测试开始前对磁盘数据进行备份，防止误操作造成数据丢失。
       • 在测试命令中指定filename参数为某个文件，例如-filename=/opt/fiotest/fiotest.txt。

     测试fio相关参数说明如表1所示。

     表1 参数说明

     参数	说明
     direct	定义是否使用direct IO，可选值如下： 值为0，表示使用buffered IO 值为1，表示使用direct IO
     iodepth	定义测试时的IO队列深度。 此处定义的队列深度是指每个线程的队列深度，如果有多个线程测试，意味着每个线程都是此处定义的队列深度。fio总的IO并发数=iodepth * numjobs。例如： 单线程，且-iodepth=32，则该线程的IO队列深度为32，fio总的IO并发数=32*1=32。 多线程（3个线程），且-iodepth=32，则3个线程的IO队列深度均为32，fio总的IO并发数=32*3=96。
     rw	定义测试时的读写策略，可选值如下： 随机读：randread 随机写：randwrite 顺序读：read 顺序写：write 混合随机读写：randrw
     ioengine	定义fio如何下发IO请求，通常有同步IO和异步IO： 同步IO一次只能发出一个IO请求，等待内核完成后才返回。这样对于单个线程IO队列深度总是小于1，但是可以透过多个线程并发执行来解决。通常会用16~32个线程同时工作把IO队列深度塞满。 异步IO则通常使用libaio这样的方式一次提交一批IO请求，然后等待一批的完成，减少交互的次数，会更有效率。
     bs	定义IO的块大小(block size)，单位是k、K、m和M等，默认IO块大小为4 KB。
     size	定义测试IO操作的数据量，如果未指定runtime这类参数，fio会将指定大小的数据量全部读/写完成，然后才停止测试。 该参数的值，可以是带单位的数字，比如size=10G，表示读/写的数据量为10GiB；也可是百分数，比如size=20%，表示读/写的数据量占该设备总文件的20%的空间。
     numjobs	定义测试的并发线程数。
     runtime	定义测试时间。 如果未配置，则持续将size指定的文件大小，以每次bs值为分块大小读/写完。
     group_reporting	定义测试结果显示模式，group_reporting表示汇总每个进程的统计信息，而非以不同job汇总展示信息。
     filename	定义测试文件（设备）的名称。 此处选择文件，则代表测试文件系统的性能。例如：-filename=/opt/fiotest/fiotest.txt 此处选择设备名称，则代表测试裸盘的性能。例：-filename=/dev/vdb 须知： 如果在已经分区、并创建文件系统，且已写入数据的磁盘上进行性能测试，请注意filename选择指定文件，以避免覆盖文件系统和原有数据。
     name	定义测试任务名称。